Mon système de reproduction sonore

Mise à jour janvier 2019

Au début des années 70, comme tous les ados de l'époque, j'écoutais beaucoup de musique. A la différence de mes copains, je passais autant de temps à bricoler mon tourne disques et à lui rajouter des circuits électroniques ou des hauts parleurs qu'à découvrir de nouveaux disques.
L'intérêt pour la quête du "bon son" ne m'a pas quitté, et mon installation actuelle est l'aboutissement des multiples expériences menées depuis 45 ans.
Je décris ici mon installation actuelle.

Système en janvier 2019 :



Malgré la présence de l'écran et du vidéo projecteur full HD dans cette pièce dédiée, l'installation audio est pure HI FI et destinée en priorité à l'écoute de la musique en stéréo. Lorsqu'un film est projeté, la bande son est réduite en PCM dans le lecteur Bluray et traitée comme un signal stéréo ordinaire. La qualité de restitution musicale a largement la priorité sur les effets du 5.1

Composition du système :


Ce système me convient aujourd'hui totalement et utilise toutes les technologies disponibles pour aboutir à une écoute de très haut niveau.
    Les qualités d'écoute sont les suivantes :

Dans un premier temps, j'ai cherché la solution pour avoir une restitution de l'extrême grave sans atténuation et sans distorsion. J'ai testé toutes sortes de charges (Clos, Bass Reflex, Baffle plan, Ripole, Passe bande, Isobaric) et finalement en testant un prototype inspiré de la charge de l'enceinte "Conséquence" de la marque Dynaudio, j'ai décidé de l'adopter mais équipée de hauts parleurs Monacor SPH390-TC double bobine.
Depuis que je fais des expériences dans le domaine de la hi fi, j'ai acquis la certitude que la pièce d'écoute est le maillon le plus difficile à maîtriser. En effet le placement des enceintes et la position d'écoute génèrent des centaines de combinaisons de restitutions différentes avec des écarts de niveau pouvant atteindre 20 dB à certaines fréquences, essentiellement dans la zone 20 - 500 Hz. La forme et la taille de la pièce doivent aussi avoir une grande importance, mais construire ou aménager une pièce dont l'acoustique serait serait idéale est hors budget, donc hors de propos.

Lors de la recherche du meilleur emplacement pour les enceintes de grave, il est apparu que les angles étaient le seul endroit pour obtenir le 20 Hz sans atténuation et une restitution assez linéaire jusqu'à 100 Hz nécessitant peu de corrections par égalisation. Malheureusement, quel que soit l'endroit où se trouve le HP de grave, il se crée inévitablement dans ma pièce au minimum un creux entre 100 et 200 Hz. Cela signifie qu'il me sera  délicat de trouver le bon emplacement pour restituer de manière linéaire la zone de 20 Hz à 300/500 Hz avec le même haut parleur.
J'ai ensuite cherché où je devais placer mes HP de médium, des HM130GO Audax que j'affectionne particulièrement. Pour les faire descendre à 100 Hz, seuls les angles conviennent, mais l'image stéréo devient alors anormalement large. De plus, avec 13 cm de diamètre, ils sont un peu juste pour sortir le haut grave avec du niveau et sans distorsion. Les utiliser dans les angles pour restituer le médium de 100 à 2000 Hz ne sera donc pas la solution la plus qualitative.
J'ai résolu l'équation en exploitant la possibilité offerte par mon filtre numérique de gérer 4 voies : grave jusqu'à 100 Hz, médium de 250 à 2000 Hz, aigu de 2000 à 20000 Hz avec un tweeter à dôme DT254 de marque Monacor. Une voie bas-médium à qtc élevé pour accentuer la zone 100-200 Hz et au positionnement optimisé pour privilégier sa plage de fonctionnement (100-250 Hz) a été ajoutée.
Cette solution fonctionnait à l'écoute, mais bien que la phase soit corrigée, elle était très malmenée à cause de la zone 100 - 250 restituée par 3 HP différents, de charges différentes et aux positionnements éloignés les uns des autres dans la pièce par nécessité. Cette configuration intellectuellement gênante n'a donc pas été conservée et je suis revenu à une solution 3 voies grâce à la découverte d'un positionnement du grave lui permettant d'être exploité de 20 à 200 Hz. Il m'a suffi de retourner le caisson de grave HP face au mur frontal. Dans cette position, la zone 20-100 se trouve à un niveau de presque 10 dB supérieur à la zone 100-300, mais après égalisation uniquement négative, la courbe de réponse se retrouve linéarisée et au même niveau que celle du médium grâce au rendement élevé dans l'extrême grave de la charge "conséquence". Le médium ne devant plus restituer que ce qu'il y a au-dessus de 200 Hz, peut être positionné aux sommet du triangle idéal pour une stéréo parfaite.



Il faut aussi suffisamment d'amplis pour gérer tout cela. J'ai un ampli DIY 16 voies que j'utilisais déjà avec mon installation précédente pilotée par un DCX2496 Berhinger. Je supprimerai l'étage passif de réglage de volume 6 voies présent dans cet ampli et qui était indispensable avec le DCX mais est devenu inutile avec le MiniDSP qui gère le volume en numérique à l'entrée. Je gagnerai en bruit, en distorsion et en dynamique.

Ci-dessous l'intérieur puis l'arrière de cet ampli DIY.





Pour obtenir ces résultats à l'écoute, des réglages sont indispensables. Le positionnement des enceintes et du point d'écoute sont la première étape et je les ai modifiés de nombreuses fois ces dernières années. Ensuite, il est nécessaire de s'aider de logiciels audio et d'un micro de mesure. Cela permettra de :

Cependant, même après tout cela, une courbe de réponse parfaitement droite ne sera pas forcément agréable à l'écoute et il conviendra d'adopter une "courbe cible" dont la forme sera fonction de ses propres goûts et des caractéristiques de la pièce. Certaines courbes cibles "conventionnelles" peuvent être trouvées sur Internet, mais chaque audiophile finit par adopter celle qui lui convient. Il s'agit en général d'obtenir une courbe de réponse descendante du grave à l'aigu. Assez curieusement, avec cette dernière version de janvier 2019 qui me semble être la plus aboutie de toutes celles que j'ai réalisées, tant aux mesures qu'à l'écoute, une courbe cible droite de 20 Hz à 20000 Hz, laissant le tweeter chuter naturellement dans le haut du spectre, semble être celle qui donne les meilleurs résultats à l'écoute alors qu'il me fallait auparavant avec tous les systèmes dans cette même pièce (du moins depuis que je suis en mesure de les analyser) une pente de 1 à 2 dB par octave pour que l'écoute soit agréable. Ceci dit, je suis moins en écoute de proximité qu'auparavant, et comme la chute du tweeter dans l'aigu s'est accentuée avec la distance, la pente de l'aigu à partir de 5000 Hz suffit peut-être.
Mais pour déterminer avec précision la meilleure courbe cible à adopter, je vais en créer trois de plus en plus "pentues" de 20 à 5000 Hz que je mettrai en mémoire du MiniDSP pour comparaison instantanée.


Courbe lissée au 1/6 d'octave avant application d'une quelconque courbe cible. Les morceaux les mieux enregistrés passent plutôt bien. J'ajusterai à l'usage dans les semaines à venir.



Ci-dessous courbe de distorsion de phase une fois les filtres FIR appliqués. La phase est mesurée au point d'écoute et fenêtrée à 2 ms à droite et une largeur de 15 cycles.


Figure suivante, la distorsion par harmoniques totale des deux voies mesurées au point d'écoute. Les pics de distorsion maximale à 150 et 1500 Hz dépassent à peine la ligne des 0,5 % malgré un niveau déjà très confortable.


Ci-dessous une impulsion enregistrée au point d'écoute. Elle est symétrique, signe que la phase est corrigée.


En faisant un plan plus large, on constate qu'il y a peu de pics parasites et qu'ils sont de faible amplitude. Le traitement acoustique réalisé est un bon début.


Le step est également net, caractéristique d'un système à la phase corrigée.


Le waterfall montre l'affaiblissement du son en fonction du temps et de la fréquence. Les hauts parleurs de médium et aigu se comportent de manière exemplaire, mais les problèmes de résonance de la pièce dans le grave en dessous de 200 Hz sont parfaitement visibles. Des ondes stationnaires vers 40, 75 et 160 Hz qui ne peuvent être corrigées que par un traitement acoustique de type "bass-trap" et une autre résonance vers 15 Hz dont j'ignore l'origine (plafond béton, mur placo, onde stationnaire partielle ?) mais qui ne devrait pas gêner, la présence de 15 Hz dans un message musical étant très rare sauf en home cinéma et dans ce cas la résonance ne fera qu'apporter au spectacle.